您的位置:中央气象台 > 专家连线 2008年10月8日 星期三
 

中科院专家谈雷电灾害定位监测及预警

 
专 家:中国科学院空间中心雷电研究室主任-马启明
记 者:李景旸
摄 影:郭东风
版面设计制作:李景旸

主持人:今年是我国雷击事故频发的一年,截至7月末,全国已发生雷电灾害两千五百多起,造成四百多人死亡,与全年雷击死亡人数持平。国务院副总理回良玉针对如此频发的雷电灾害事故,于2007年8月3日发布重要批示,要求全国气象系统及相关部门要加强监测、进一步规范防雷装置、尤其对于闪电的定位和监测工作尤为重要。进而有效地预防和减轻雷电灾害事故,全力保障国家和人民生命财产的安全。为了全面落实中央领导关于作好雷电事故监测与服务,我们专题采访了国家云地闪电监测网的负责人中国科学院空间中心雷电探测室研究员马启明老师。请马老师就我国国家云地闪电探测网的发展及服务向大家作个介绍。
专家:好的,首先欢迎中国气象局国家气象中心网络记者就国家云地闪电探测专题光临中国科学院空间中心。在中国气象局的大力支持下,通过中国气象局监测网络司的组织与协调,国家层面的雷电监测定位试验历经2004、2005、2006年的试验,探测范围从少数几个省发展到23个省市300多个站点,从气象部门已经拓展到电力、军队、电信、林业等多个部门,探测资料已经实时传送到中国气象局中央气象台并通过中国气象局气象信息中心同时传到相关部门。为我国雷电监测预警提供了很好的技术基础。各地站点探测所得的资料通过国家网中心站软件系统的处理,在网络上实时、动态显示雷电信息,接收浏览器用户的需求,提供各类统计、分析结果。整个国家网采用统一建设,统一运行,统一数据管理的管理模式。

主持人:最近两年雷电灾害越来越受到各级政府和广大民众的关注,为了保障国家和人民生命财产的安全,中央领导多次就防御雷电灾害作出批示,全国气象部门及相关部门同时把雷电预警当作服务工作的重中之重。请马启明研究员根据国家云地闪电探测网的监测实况及近两年来我国雷电发生频率的发展态势作个介绍和展望。

专家:从2006年到2007年我国国家云地闪电探测网观测的数据观之,2006年监测网的探测范围覆盖了我国华北,华东,江南,华南,西南的绝大部分地区以及西北东部,东北北部的部分地区。到2007年监测网的范围在此基础上增加了青海南部地区。根据2006年的监测数据显示,我国雷电的高密度地区主要集中在江南,华南以及西南的大部分地区,其中江苏全省,湖北东部,江西北部,云贵高原,四川盆地和珠江三角洲是我国雷电密度最高的地区。同时,华南地区和西南地区中部也是我国年平均雷暴日最多的地区。

根据2006年与2007年3-5月的监测结果来看,我们可以很清晰的看到2007年雷电数量偏多,并且过程更集中。
主持人:根据近几年我国雷电灾害的资料反映,其危害主要表现在哪些方面?

专家:雷电的危害主要有两种:直击雷和感应电磁脉冲。
直击雷是指:雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上,由于电效应、热效应等混合力作用,直接摧毁建筑物、构架以及引起人员伤亡等。
感应电磁脉冲是指:雷云之间或雷云对地之间的放电而在附近的架空及埋地线路、金属管线或类似传导体上产生感应电压,该电压通过传导体传送至设备,间接摧毁微电子设备。感应雷击对微电子设备,特别是通讯设备和计算机网络系统的危害最大。
从近几年发生的雷击灾害来看,我国广大农村所面临的直击雷的威胁要远大于城市,而且由于农村的防雷设施非常贫乏,再加上农村群众具有的防雷意识较为缺乏,所以在农村所发生的雷击事故中,人员伤亡的损失是占绝大部分的。而在城市中的防雷设施非常完善,所以雷击导致人员伤亡的数字是非常小的。但近年来电网的飞速建设和各种电子设备的广泛应用,同时这些设备普遍存在着绝缘强度低,过电压耐受能力差,对电磁干扰敏感等致命弱点,所以在城市中发生雷击灾害的主要损失集中在这些方面。

主持人:请马启明研究员谈一谈,闪电定位监测技术在国家发展事业中所起的作用?

专家:雷电灾害的涉及面非常广,各行各业以及建筑、电网、通讯、林业、交通、军事设施等,尤其对现在广泛使用的微电子、信息网络、无线通信设备都构成威胁。雷电具有持续时间短放电快,短暂突发性的特点,所以一旦发生雷害,一切救援措施和补救方法都来不及。当然,雷电的出现与其它天气现象有着密切的关系,特别是经常伴随着造成严重灾害的中小尺度天气系统发生。正因为雷电具有以上危害,所以雷电的监测就显得必不可少。
我国已有20多个省市的电网先后建立了雷电定位系统.电力线路距离长、分布范围广,有些处于山区密林,交通困难,在线路遭雷击引发故障时,查找故障点是一个费时费力相当艰苦的工作.雷电定位系统可以准确快速提供雷电灾害事故点位置(其效率比传统方法提高6倍以上),便于即时抢修,及时恢复供电,同时提供雷电活动情况预警, 保证电网安全运行,其效益显而易见,实践证明,现代化的雷电定位监测系统提供的监测数据和统计分析结果与传统的基本数据出入很大,可为输电线路防雷措施以及配电预案和电网的规划设计决策提供参考。 目前全国各个机场都在运用我们提供了航线上的云地闪预报及监测数据,民航需要在飞机航线上的实时雷电资料,以便于安排飞机绕开雷击区,飞行在安全航线上。眼下我们正在积极建设监测数据直达飞机驾驶室的系统。
另外,雷击着火是森林业最主要的灾害之一。我国兴安岭地区森林火灾的30%起因于雷击,雷电不但烧毁森林,而且破坏森林中的生态生长过程,引起林木的虫害。根据监测的雷电资料,结合地面植被的情况以及其它气象资料(主要为湿度和风向)可以预报火灾高发区,改变以往靠飞机巡查或者人工瞭望的被动局面。目前,我们的数据被全国31个省市的林业系统所使用,并已经具体到各区县一级的林业部门,我们的数据为各级林业部门对雷击火灾的预防提供了有效的技术保障。雷电监测系统的主要作用并不在于直接监测雷击火的发生位置,而是通过确定雷电的位置和触及地面的次数,来做为火险天气的预测、火灾发生的预测以及帮助林火管理人员在制定防火扑火方案和制定航空巡护航线时的重要气象依据。

主持人:那雷电定位监测数据在其他行业还能发挥哪些作用?

专家:雷电定位监测数据能在非常多的行业得到应用!雷电定位监测除对电网,民航,林业具有重大效益外,对电信无线基站的防雷、铁路公路的安全运行、航天发射窗口选择、航空器雷暴区的规避、大型工程的选址施工、野外作业、旅游等等均有重大实际应用价值.
雷电是气候现象,其时空分布具有一定规律.由于雷电定位系统可以全天候高度自动化地记录下绝大部分雷电时空数据,通过对这些数据进行科学处理,可以预测雷电发展趋势;经过多年的数据积累和系统分析,可以估计雷电地区的雷电时空频发率。雷电时空频发率的掌握,对电力、通信、军事、工业与民用建筑、仓储,特别是易燃易爆危险品仓储的规划选址和防雷避雷设计显得更有意义.尽管我国有关规范对防雷避雷设计有相关规定,但对雷电的时空频发率还没有准确的依据和大区域的基础数据.雷电定位系统提供的雷电时空频发率数据无疑对有关防雷设施设计规范的制定或修定产生突破性的影响.

主持人:听了马启明研究员的介绍,使我们受益匪浅,使我们大大加强了防御雷电认识和监测预报的意识,请您再谈一谈未来雷电监测网的发展方向?

专家:我们未来主要的发展重心着力于加强闪电定位技术的开发和应用研究,进一步完善闪电定位系统设备,开发全国闪电监测站网的综合定位技术,作为今后探测业务发展的主要任务之一。因此,从我国的实际情况出发,发展具有独立知识产权的卫星空间综合探测设备和地面闪电探测设备,开发和完善全国闪电监测网的综合定位技术,在常规闪电定位站网产品中增加云闪信息、闪电的三维观测、利用星载闪电探测器与地面闪电站网结合构成新一代一体化的先进探测系统,获取全面的雷电监测资料。同时开展全国闪电监测站网的性能评估研究,并不断改进闪电探测系统的定位精度和探测效率,为开发雷电资料应用平台,建立共享资源数据库提供必要的基础,使雷电资料得到广泛应用,最大限度地发挥雷电探测系统的效益。
提高雷电监测和预警准确性和预报服务水平,这将有助于规范雷电预警服务的标准和内容,提高国家现代化的雷电预警能力和灾害性天气警报服务水平,从而为各个行业的生产和人民的生活提供重要的保障和服务。 根据闪电预警模型,开发雷暴预警的软件系统,逐步建立和完善能够投入业务应用的我国短时雷电监测、预警、预报系统,以及重大雷电事件警报,雷电信息产品包括雷电特征在地理信息系统平台上的图像显示,雷电预报产品以移动速度和移动方向的形式显示雷电活动区域的扩展状况,以及雷电灾害等级在不同时段的分布等形式。
另外,我们正在气象保障服务系统中建立公众雷电服务系统,加快公众雷电服务技术和手段的现代化,开发适应公众需求、内容丰富的雷电信息产品,为森林防火、电力、交通、航空航天、国防与军事、石油等应用部门提供更高质量的雷电信息应用产品。并结合不同行业的特殊要求,提供专业雷电预警、灾害等级的科学评估和决策分析系统,为国民经济建设服务。

主持人:非常感谢马启明研究员详细的介绍,我们气象部门一定坚决遵照回良玉副总理关于提高雷电监测和预警准确性和预报服务水平的重要批示精神,努力提高气象部门的雷电预警能力和灾害性天气警报服务水平,从而为各级政府的防灾减灾和广大百姓生活提供保障和服务!